步驟1：齊納二極管

背景

二極管

二極管是雙引線半導(dǎo)體作為電流的單向門(mén)。當(dāng)二極管的陽(yáng)極引線的電壓比其陰極引線的正電壓（稱(chēng)為正向偏置）時(shí)，允許電流流過(guò)設(shè)備。但是，如果極性相反（即使陰極比陽(yáng)極更正極），這種情況稱(chēng)為“反向偏置”，則二極管將起到阻止電子流動(dòng)的作用。二極管用于將AC電壓轉(zhuǎn)換或整流為DC電壓的電路中。它們通常還存在于倍壓電路，電壓移位電路，電壓鉗位電路和電壓調(diào)節(jié)器電路中。對(duì)于新穎的設(shè)計(jì)，它可以顯示您可以使用常規(guī)的舊二極管做什么，請(qǐng)查看我的指導(dǎo)性文章《使用二極管制作太陽(yáng)能電池板！》

特征

正向電壓（V f ）：如果二極管兩端的電壓（正向電壓）超過(guò)其結(jié)閾值電壓，則電流沿箭頭方向流動(dòng)（從陽(yáng)極到陰極）。

結(jié)閾值電壓：在許多情況下，組成二極管的pn結(jié)具有0.6V的閾值，而其他特殊類(lèi)型的二極管（如鍺二極管）具有0.2V的閾值，而肖特基二極管通常具有0.4V的閾值閾值。不過(guò)，不要將這些值刻在石頭上，因?yàn)樯a(chǎn)值可能會(huì)使這些閾值向上偏移一個(gè)伏特。

正向偏置：當(dāng)二極管的陽(yáng)極電壓比其陰極正電壓

反向偏置：當(dāng)二極管的陽(yáng)極電壓比其陰極負(fù)電壓時(shí)。

請(qǐng)注意下面的手繪圖，以圖形方式表示。請(qǐng)記住，并非所有的二極管結(jié)都是pn結(jié)，特別是使用金屬結(jié)的Shottkys。

峰值電流額定值（I omax ）：也稱(chēng)為最大正向電流，這是出于安全原因必須流過(guò)二極管的最大電流，以免將其燒壞。

峰值反向電壓（PIV）額定值：：當(dāng)反向偏置且反向電壓為負(fù)時(shí)，此負(fù)電壓必須小于二極管的峰值反向電壓額定值。

種類(lèi)的二極管

如前所述，有許多類(lèi)型的二極管可以找到，它們?cè)谀赡軓氖碌母鞣N項(xiàng)目中很有用。以下是其中一些頂級(jí)功能，以及它們的簡(jiǎn)要說(shuō)明。

整流二極管：這些二極管用于將交流電壓和電流整流（轉(zhuǎn)換）為直流電壓和電流。

信號(hào)/開(kāi)關(guān)二極管：通常用于涉及小電流和高頻的電路中，例如無(wú)線電和RF。

快速恢復(fù)二極管：用于超快開(kāi)關(guān)二極管

肖特基二極管：：使用金屬導(dǎo)體結(jié)，這些二極管的V f 較低，通常用于電壓鉗位和晶體管飽和調(diào)制電路。

鍺二極管：這些二極管的反向電阻值低，結(jié)點(diǎn)的正向壓降較低，但由于結(jié)點(diǎn)面積小，其正向電阻值較高。

LEDs ：啊，發(fā)光二極管。我們所有人中閃爍的燈光收藏夾。

齊納二極管

齊納二極管不是電流的單向閘，而是電流的雙向閘。在正向，它很容易突破，通常像標(biāo)準(zhǔn)二極管一樣為0.5-0.7V。但是，在相反的方向上，電流可以流動(dòng)，但很難推開(kāi)。所需的電壓等于齊納二極管的擊穿電壓。該擊穿電壓可以在1.8V至200V以上的范圍內(nèi)。額定功率各不相同。

特征

擊穿電壓（Vz）： 推動(dòng)斷開(kāi)并反向流動(dòng)電流所需的電壓?？梢哉f(shuō)，這是您在齊納二極管中尋找的主要特性（可能超出額定功率）。

齊納二極管應(yīng)用示例

1。線路調(diào)節(jié)

2。負(fù)載調(diào)節(jié)

3。從非抽頭變壓器中分離電源

4。波形修改和限制器

5。電壓轉(zhuǎn)換器

6。穩(wěn)壓器升壓器

7。過(guò)壓保護(hù)

步驟2：識(shí)別未知的齊納二極管

所以我們知道齊納二極管具有許多不同的擊穿電壓，但讓我直接告訴您：我沒(méi)有看到任何標(biāo)記帶有部件號(hào)或額定電壓。當(dāng)然，也許有一些東西，但是我還沒(méi)有找到任何東西的運(yùn)氣。如果您對(duì)二極管使用MELF和mini-MELF封裝，這將成倍增加。

如果您不將二極管分別放在不同的隔間，小袋中或以其他方式分開(kāi)存放，則可能會(huì)遇到以下風(fēng)險(xiǎn)：我有一個(gè)裝滿二極管的箱，您不知道它的價(jià)值。乍一看，用電阻和齊納管制作一個(gè)電阻分壓器并讀取另一側(cè)的電壓似乎很直接，但事后看來(lái)，這存在一些明顯的問(wèn)題。首先，您不知道用作電阻器的值是多少，因?yàn)椴煌臍W姆（和電流）會(huì)產(chǎn)生不同的V out 電壓。

下面介紹的電路可用于測(cè)試僅針對(duì)未知齊納二極管的齊納擊穿電壓進(jìn)行測(cè)試，但也會(huì)測(cè)試齊納二極管本身是否存在故障。這種簡(jiǎn)單的電路對(duì)被測(cè)齊納二極管使用恒定電流，可通過(guò)改變R2電位器來(lái)調(diào)節(jié)，而與電源電壓的變化無(wú)關(guān)。

我使用的運(yùn)算放大器是UA741，因?yàn)槿缦聢D所示，我有很多他們中我有一次便宜了。第一個(gè)運(yùn)算放大器IC1的輸出電壓可以通過(guò)以下公式確定：

V 0 = V z （R3 + R4）/R4（有關(guān)以下信息，請(qǐng)參見(jiàn)下面的公式更好的布局）

齊納電流由下式給出：

I z =（V o -V z ）/（ R1 + R2）（同樣，請(qǐng)參見(jiàn)下面的公式以獲得更好的布局）

第一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出取決于被測(cè)齊納二極管的擊穿電壓和電阻值。對(duì)您的運(yùn)算放大器使用單一電源非常重要，因?yàn)樯想姇?huì)導(dǎo)致電路進(jìn)入閂鎖狀態(tài)，因?yàn)樵撾娐坊谡答?。因此，只需將GND用作負(fù)電壓或V -電壓即可。

請(qǐng)看下面的電路和前面提到的公式，如果R3 = R4，則V o = 2V z 。由于我們可以求解V z ，因此我們得到V z = V o /2，因此第二個(gè)運(yùn)算放大器緩沖輸出并將其減半與電阻分壓器。然后可以用萬(wàn)用表跨R6讀取電壓。該電壓將是您正在測(cè)試的齊納擊穿電壓。任何差的或不穩(wěn)定的讀數(shù)都表示齊納二極管有故障。

要準(zhǔn)確地讀取齊納二極管的擊穿電壓，您必須調(diào)節(jié)電位計(jì)R2直到讀數(shù)電壓穩(wěn)定并指示恒定電壓。一旦發(fā)生這種情況，您就可以獲得齊納二極管的擊穿電壓。

附件

還附帶了PDF格式的材料明細(xì)表（BOM），原理圖和PNG圖形格式的電路板布局，以及一個(gè)包含我在構(gòu)建我的礦井中使用的實(shí)際* .brd和* .sch文件的zip文件。

第3步：結(jié)論

所以，我闡明了問(wèn)題所在：擁有未知的擊穿電壓未知的齊納二極管，并向您簡(jiǎn)要介紹了二極管，尤其是齊納二極管（如果這是舊消息，我表示歉意給你）。然后，我跨過(guò)一個(gè)恒流電路，該電路將識(shí)別出故障的齊納二極管和被測(cè)齊納二極管的擊穿電壓。